已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Balancing Activity and Selectivity in Two‐Electron Oxygen Reduction through First Coordination Shell Engineering in Cobalt Single Atom Catalysts

催化作用 选择性 化学 过氧化氢 电化学 吸附 密度泛函理论 氧气 无机化学 物理化学 计算化学 有机化学 电极
作者
Kai Sun,Ruihu Lu,Yuge Liu,J. K. G. Webb,Muhammad Hanif,Yufei Zhao,Ziyun Wang,Geoffrey I. N. Waterhouse
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (5): e202416070-e202416070 被引量:22
标识
DOI:10.1002/anie.202416070
摘要

The electrochemical two-electron oxygen reduction reaction (2e- ORR) offers a potentially cost-effective and eco-friendly route for the production of hydrogen peroxide (H2O2). However, the competing 4e- ORR that converts oxygen to water limits the selectivity towards hydrogen peroxide. Accordingly, achieving highly selective H2O2 production under low voltage conditions remains challenging. Herein, guided by first-principles density functional theory (DFT) calculations, we show that modulation the first coordination sphere in Co single atom catalysts (Co-N-C catalysts with Co-NxO4-x sites), specifically the replacement of Co-N bonds with Co-O bonds, can weaken the *OOH adsorption strength to boost the selectivity towards H2O2 (albeit with a slight decrease in ORR activity). Further, by synthesizing a series of N-doped carbon-supported catalysts with Co-NxO4-x active sites, we were able to validate the DFT findings and explore the trade-off between catalytic activity and selectivity for 2e- ORR. A catalyst with trans-Co-N2O2 sites exhibited excellent catalytic activity and H2O2 selectivity, affording a H2O2 production rate of 12.86 m o l g c a t . - 1 h - 1 ${mol\ {g}_{cat.}^{-1}{h}^{-1}{\rm \ }}$ and an half-cell energy-efficiency of 0.07 m o l H 2 O 2 g c a t . - 1 J - 1 ${{mol}_{{H}_{2}{O}_{2}}\ {g}_{cat.}^{-1}\ {J}^{-1}}$ during a 100-hours H2O2 production test in a flow-cell.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
梅狸猫发布了新的文献求助10
1秒前
无极微光应助奕雨采纳,获得20
2秒前
rx发布了新的文献求助10
5秒前
无花果应助YI123456采纳,获得10
6秒前
pumpkin发布了新的文献求助10
6秒前
共享精神应助xiaolizi采纳,获得10
6秒前
8秒前
Liuuuu完成签到,获得积分20
10秒前
FFF完成签到,获得积分10
12秒前
zhenyan发布了新的文献求助10
13秒前
YI123456完成签到,获得积分20
14秒前
huang发布了新的文献求助10
14秒前
Ava应助mjn404采纳,获得10
15秒前
17秒前
T012完成签到,获得积分10
19秒前
乐乐应助zhenyan采纳,获得10
20秒前
20秒前
JamesPei应助pumpkin采纳,获得10
20秒前
2213sss发布了新的文献求助10
21秒前
一口啵啵完成签到 ,获得积分10
21秒前
霍明轩完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
dgqyushen完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
传奇3应助王泰一采纳,获得30
23秒前
自由质数发布了新的文献求助20
25秒前
26秒前
27秒前
wuchenyu发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
xiaolizi发布了新的文献求助10
28秒前
儒雅的夏山完成签到 ,获得积分10
30秒前
30秒前
31秒前
mjn404发布了新的文献求助10
31秒前
小蘑菇应助CAPCAPCAP采纳,获得10
32秒前
32秒前
阿是发布了新的文献求助10
33秒前
平常如南完成签到 ,获得积分10
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Emmy Noether's Wonderful Theorem 1200
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
基于非线性光纤环形镜的全保偏锁模激光器研究-上海科技大学 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Wade & Forsyth's Administrative Law 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6410321
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8229690
关于积分的说明 17462152
捐赠科研通 5463450
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2886741
邀请新用户注册赠送积分活动 1863200
关于科研通互助平台的介绍 1702395